BE475440A

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Publication number: BE475440A
Authority: BE
Priority date: 1946-05-01
Also published as: NL68065C; FR952108A

Description

Procédé de neutralisation de produits sulfonés à activité capillaire"

Il .est connu d'introduire dans des substances de ..nature principalement hydrophobe, de préférence lipophiles, un ou plusieurs groupes hydrophiles donnant aux substances en question des propriétés d'activité capillaire. De tels groupes sont le plus souvent des groupes d'acides sulfoninues et/ou d'esters d'acide sulfurique et l'introduction s'effectue généralement en traitant la substance en question par des agents de sulfonation appropriés, par exemple l'acide sulfurique, l'oléum ou l'acide chlorosulfonique. Le fait que, lors du traitement, ce sont des groupes d'acide sulfonique ou d'ester sulfonique qui sont introduits, dépend de la structure moléculaire de la matière première et des conditions existant pendant le traitement.

Lors du traitement, dénommé opération de sulfonation, un excès considérable d'agent de sulfonation est généralement utilisé, le principe de beaucoup de procédés de sulfonation étant de fixer l'eau produite pendant la réaction. Tel est par exemple le cas pour l'estérification. L'excès d'agent de sulfonation doit alors être éliminé dans la suite par neutralisation. Jusqu'à présent, cela a été réalisé en traitant le mélange de réaction
(sulfonate brut)produit par l'opération de sulfonation, si on le désire après dilution par de l'eau, par une solution concentrée aqueuse d'hydroxyde alcalin tel que de la potasse ou la soude caustique, la dite solution étant versée dans le sulfonate brut dans des conditions appropriées d'agitation et de refroidissement.

Ce procédé de neutralisation a cependant différents inconvénients. L'inconvénient le plus important consiste en ce qu'il se produit inévitablement une décomposition partielle du produit sulfoné. Comme généralement les sulfonates bruts sont- très visqueux, il est difficile en pratique de distribuer suffisamment rapidement les agents de neutralisation uniformément

dans le sulfonate brut. Il se produit aisément, en des points déterminés, une alcalinité suffisamment élevée pour qu'une saponification du produit sulfoné ait lieu. De plus, la neutralisation donne lieu à une dilution de l'excès d'agent de sulfonation présent, pouvant donner lieu à son tour à des décompositions nuisibles du produit sulfoné dues à l'hydrolyse acide. De plus,

sation elle-même sont accompagnées d'un dégagement important de chaleur qui favorise les réactions de saponitification et d'hydrolyse. Il est donc généralement nécessaire d'effectuer la neutralisation sous un refroidissement considérable pour obtenir une neutralisation suffisamment rapide, mais par ce moyen, le mélange rapide et uniforme du sulfonate brut et de la solution d'hydroxyde alcalin est rendu plus difficile par suite de la viscosité accrue du sulfonate brut à basse température.

Ces inconvénients ont déjà été reconnus, et des essais ont également été effectués pour les éliminer, sans cependant renoncer à l'emploi d'une solution aqueuse d'hydroxyde alcalin comme agent de neutralisation.

Suivant la présente invention, qui concerne un procédé de neutralisation de produits sulfonés à activité capillaire, une voie entièrement nouvelle est suivie qui écarte les inconvénients cités plus haut tandis que la neutralisation peut s'effectuer plus rapidement et plus aisément.

Le procédé suivant l'invention est caractérisé en ce que la neutralisation est effectuée dans un solvant organique inerte vis-à-vis du produit sulfoné, dans lequel on met en suspension un agent de neutralisation légèrement soluble ou insoluble dans le solvant.

Comme l'agent de neutralisation alcalin est légèrement soluble ou insoluble dans le milieu dans lequel s'effectue la neutralisation, aucune hydrolyse alcaline appréciable ne peut avoir lieu pendant cette neutralisation d'autant plus que le produit sulfoné se dissout immédiatement dans le solvant organique. Il ne peut non plus être question d'une hydrolyse acide importante car la neutralisation ne s'effectue pas en solution aqueuse comme précédemment. De plus,, comme il a été dit, le produit sulfoné se dissout immédiatement dans le solvant organique tandis que l'excès d'agent de sulfonation ne le fait pas. La neutralisation de ce dernier se fera donc avec moins de vigueur, car l'agent de neutralisation n'est pas non plus dissous de

façon appréciable dans le solvant mais est présent sous forme

de suspension. Il apparaît donc qu'en pratique, il est baucoup plus aisé de contrôler la température du mélange de neutralisation que dans les procédés connus jusqu'à présent de sorte qu'il est possible d'effectuer la neutralisation de façon plus calme que dans les procédés connus.

Le procédé correspondant à l'invention rend possible l'obtention du produit sulfoné sous une forme plus pure. Le produit neutralisé non seulement ne contient pas de Quantités appréciables de produits de décomposition tels que produits lors . de la neutralisation précédemment appliquée au moyen d'une solu-tion aqueuse d'alcali, mais il est également possible, par un choix adéquat du solvant et de l'agent de neutralisation, de précipiter le sel formé par l'excès d'agent de sulfonation neutralisé et ce sel peut être enlevé par filtration ou centrifugation. Le produit sulfoné peut alors être obtenu directement à l'état purifié à partir de la solution libérée du sel inorganique par évaporation du solvant organique.

Comme solvant pour l'agent de sulfonation, on peut utiliser un solvant organique quelconque qui ne réagit pas de façon nuisible avec l'agent de sulfonation dans les conditions de la neutralisation. Par exemple, des alcools aliphatiques, tels que l'alcool méthylique, l'alcool éthylique, les alcools propyliques, les alcools butyliques, etc. peuvent être employés, de même que les alcools aliphatiques polyhydriques, tels que.

l'éthylène glycol et les glycérols, les hydrocarbures aliphatiques ou leurs mélanges, tels que des fractions de pétrole, des hydrocarbures aromatiques, par exemple le benzène, le toluène,' des hydrocarbures halogénés, tels que le trichloréthylène, les hydrocarbures nitrés., par exemple les nitroparaffines, les' cétones, par exemple l'acétone et la méthyl-éthyl-cétone, les éthers, par exemple l'éther diméthylique, l'éther diéthylique, l'éther diisopropylique etc.

Il n'est pas nécessaire d'utiliser les solvants organiques miscibles à l'eau à l'état anhydre; une teneur en eau de par exemple 10-15%, ne porte pas préjudice aux progrès de la neutralisation, mais facilite plutôt sa mise en marche. Si on utilise des solvants qui sont immjseibles à l'eau, une petite quantité d'eau peut être émulsionnée dans le solvant, si on le désire.

Comme agent de neutralisation, on peut utiliser une substance quelconque ayant une réaction alcaline et légèrement soluble ou insoluble dans le solvant organique dans les condi- tions prévalant lors de la neutralisation, et qui ne réagit pas de façon nuisible avec le solvant. Des exemples d'agents de neutralisation appropriés sont des hydroxydes tels que ceux de calcium, baryum, magnésium et zinc, des oxydes tels que ceux de calcium, magnésium, baryum, zinc, cuivre, mercure et argent, des sels ayant une réaction alcaline tels que des phosphates sulfites, acétates, etc. Les agents de neutralisation préférés sont des carbonates et bicarbonates, tels que le carbonate de sodium, le bicarbonate de sodium, le carbonate de potassium, le bicarbonate de potassium et le carbonate de calcium.

Au cours de la neutralisation, s'effectue non seulement une neutralisation de l'excès de l'agent de sulfonation, mais également une neutralisation du produit sulfoné. Dans le but de récupérer le produit sulfoné du mélange de neutralisation, il

est préférable que le produit sulfoné neutralisé soit soluble dans le solvant organique, et que l'agent de sulfonation neutralisé ne soit pas seulement insoluble dans le solvant organique, mais aussi dans l'eau qui peut être présente au début de la neutralisation ou qui se forme par de la neutralisation. Dans ce cas, le produit sulfoné neutralisé existe à l'état dissous à la

fin de la neutralisation, tandis que l'agent de sulfonation neutralisé est présent sous la forme précipitée en même temps que l'agent de neutralisation non utilisé. Le produit sulfoné peut être aisément obtenu à partir de la dite solution par filtration ou par centrifugation et évaporation du solvant. Pour beaucoup

de buts pratiques, il n'est pas nécessaire cependant de séparer le sel inorganique de l'agent de sulfonation formé par la neutralisation.

En choisissant l'agent de neutralisation, son alcalinité doit aussi être considérée, par exemple sous la forme du pH établi par l'agent de neutralisation dans le solvant, qui peut être aqueux. Le pH ne doit pas être suffisamment haut pour que des conditions de saponification du produit sulfoné puissent exister. Ceci a une importance particulière dans les cas où le produit sulfoné consiste en mono-ou diglycéridessulfonés d'acides gras supérieurs. Dans de tels cas une valeur du pH d'environ 8,5 convient. En général, l'alcalinité conviendra si le pH est compris entre 5 et 9.

Le procédé suivant l'invention peut être appliqué en relation avec la neutralisation de toutes sortes de sulfonates bruts ayant des propriétés d'activité capillaire, par exemple, les mono- et diglycérides sulfonés d'acides gras supérieurs,

les alcools gras sulfonés et les acides sulfoniques aromatiques alkylés.

Les exemples d'exécution suivants du procédé,illustrent l'invention sans la limiter.

EXEMPLE 1. - <EMI ID=3.1> est un liquide brun, visqueux, sont versés en jet mince dans

40 kgrs. de bicarbonate de sodium finement pulvérisé, en suspen-

est rapidement dissous dans l'alcool, et est ensuite neutralisé par le bicarbonate en dégageant de l'anhydride carbonique, et le dit anhydride carbonique ne provoque aucune mousse, la formation de celle-ci étant empêchée par l'alcool.

Le bicarbonate étant insoluble dans l'alcool, il ne

se produit pas d'hydrolyse alcaline, et comme L'acide est versé dans l'alcool et y est neutralisé simultanément une hydrolyse acide dans la phase alcool est très peu probable. De plus, l'eau formée par le procédé, si la température est maintenue aux environs de 25[deg.]C, est absorbée par le sulfate de sodium produit,. avec

D'autre part, le sel de sodium de la substance à activité capillaire est soluble dans l'alcool.

EXEMPLE 2.-

40 Kgrs. de graisse de noix de coco fortement sulfonée sont versés sous forme de jet mince dans 40 litres d'alcool green <EMI ID=7.1>

droxyde de calcium, avec agitation simultanée. Par la neutralisation il se forme du sulfate de calcium qui absorbe l'eau formée par la neutralisation, ce sulfate de calcium étant précipité

sé sous forme de son sel de calcium est dissous dans l'alcool, dont il 'peut être séparé par évaporation de l'alcool. Par addition d'une solution de soude à une solution du sel de calcium préparé, le sel correspondant de sodium peut être obtenu. L'acide sulfonique libre peut être obtenu en introduisant de l'anhydride carbonique dans la solution alcoolique dû sel de calcium.

de jet mince dans 50 litres d'acétone où l'on a mis en suspension
54 Kgrs de sulfite de sodium anhydre, tout. en agitant. L'eau formée pendant la neutralisation est, si'la température est main-

de sodium du sulfonate d'alcool gras peut être récupéré comme dans l'exemple 2.

Dans les réalisations du procédé de l'invention décrites dans les exemples donnés plus haut, la neutralisation par charges séparées est appliquée. Le procédé peut cependant aussi être appliqué de façon continue, le sulfonate brut et la suspension de l'agent neutralisant dans le solvant organique étant alors introduits simultanément en proportions calculées dans les cuves de neutralisation.

Par le procédé de l'invention, on obtient des produits sulfonés qui sont sensiblement exempts de produits de décomposition produits par saponification et/ou hydrolyse. Ils sont donc solubles entièrement dans l'eau et peuvent, par exemple, être

<EMI ID=12.1> de mouillage et-de moussage sous forme. solide ou liquide, soit seuls ou en combinaison avec d'autres substances, par exemple des matières de charge ou d'autres additions ayant des propriétés avantageuses pour l'usage en question.

1) Procède de neutralisation de produits sulfonés à activité capillaire, caractérisé en ce que la neutralisation est effectuée dans un solvant organique inerte pour le produit sul-' foné, dans lequel on met en suspension un agent de neutralisation légèrement soluble ou insoluble dans le solvant.

Claims

2) Procédé suivant la revendication 1 caractérisé

en ce qu'on utilise un agent de neutralisation formant avec l'agent de sulfonation un sel fixant l'eau produite au cours de,la neutralisation. <EMI ID=14.1>

en ce qu'on utilise un agent.de neutralisation qui, au cours de la neutralisation, établit un pH ayant une valeur comprise entre 7 et 9.

4) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1-3, caractérisé en ce qu'on utilise comme agent de neutralisation un hydroxyde de métal, un oxyde''de métal ou un sel de

métal ayant une réaction alcaline.

5) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1-4, caractérisé en ce qu'on utilise un agent de neutralisation formant un sel avec le produit sulfoné, ce sel étant soluble

dans le solvant organique utilisé.

6) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1-5, caractérisé en ce qu'on utilise un carbonate ou bicarbonate comme agent de neutralisation.

7) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1-6, caractérisé en ce qu'on utilise comme solvant organique un alcool, par exemple l'alcool éthylique, ou une cétone, par exemple l'acétone. 8) Procédé de neutralisation de produits sulfonés possédant une activité capillaire, en substance comme décrit ci-dessus, avec référence aux exemples donnés.